现代测试技术绪论

本章要点：了解现代测试技术，以及其体系结构的发展历程，并知道总线和网络将是测试工程师未来关注的热点问题，以及测控系统新的发展方向。

绪论

本讲问题:传感器决定测控系统的功能传感器的主要发展方向测控系统的发展方向信号处理和开发平台的发展趋势绪论本章内容1.1传感器的发展

1.2测试手段的发展1.3测量信号处理的发展

1.4开发平台的发展趋势

测试技术与计算机技术几乎是同步、协调向前发展的。计算机技术是测试技术的核心，若脱离开计算机、软件、网络、通信发展的轨道，测试技术产业就不可能壮大。对综合测试技术的发展，当前软件的发展要远远落后于硬件，综合技术本身的软件比硬件更重要系统开放化、通信多元化、远程智能化、人机交互形式多样化、测控系统大型化和微型化、数据处理网络化等将成为工业仪器与测控系统新的发展方向。图1.1数字式图像传感器与虚拟仪器构成的图像信号采集与分析系统1.1传感器的发展传感器的作用主要是获取信息，是信息技术的源头。现代社会中，所有以计算机为核心的测控系统，都需要传感器，而系统中的信息处理、转换、存储和显示等都与计算机直接相关，属于共性技术，唯独传感器是千变万化、多种多样的，所以测控系统的功能更多体现在传感器方面。图1.2计算机软、硬件技术的发展推动测试仪器的更新换代传感器技术的主要发展动向如何纵观传感器的过去、现在的发展情况与将来的需要，可以说，一是抓住与传感器技术相关的新效应、新材料、新技术与新工艺的基础研究；二是在IC(integratedcircuit,集成电路板)、

P（MicroProcessor，微处理器）与

C/OS(MicrocontrollerOperationSystem,微控制器操作系统)技术的基础上实现传感器的微型化、多功能与智能化；三是继续在各个领域里推广与开拓应用各种类型的传感器，提高生产自动化和改善人类生活的质量与水平。新的物理、化学、生物效应传感器是传感技术的重要发展方向之一。每一种新的物理效应的应用，都会出现一种新型的敏感元件，或者能测量某种新的参数。新材料与新元件的应用，有力地推动了传感器的发展，因为敏感元件全赖于敏感功能材料，例如嗅敏、味敏传感器，集成霍尔元件、集成固态CCD图像传感器等。被开发的敏感功能材料有半导体、电介质(晶体或陶瓷)、高分子合成材料、磁性材料、超导材料、光导纤维、液晶、生物功能材料、凝胶、稀土金属等。传感器技术的主要发展方向

1.智能化传感器传感器与微计算机结合，产生了智能传感器。它能自动选择量程和增益，自动校准与实时校准，进行非线性校正、漂移等误差补偿和复杂的计算处理，完成自动故障监控和过载保护等。2.多传感器近年来，传感器由点（零维）到线（一维），由线到面（二维），进而由空间（三维）到时空间（四维）发展。只有传感器的微细化、小型化才可能实现多维传感器。3.多功能化和高精度化现代传感技术的另一个发展趋势是以传感器为核心，积极引入各种先进技术和方法。如智能型传感器，就是利用微处理器来提高传感器精度和线性度，修正温漂和时漂的。有的传感器不仅具有测量功能，还具有选择和判断多种信息的功能。

4．传感器的融合目前，传感器高精度化和微型化的特长还没有得到充分体现，特别是在总体的融合方面。大多数生物体能很自如地把检测、判断、控制、行动等实施到最佳状态。把握该机理，并作为传感器信息处理系统在工程上加以实现，这就是“传感器融合”所要研究的内容。

1.2测试手段的发展自20世纪90年代后，随着个人计算机价格的大幅度降低，出现了用“PC机+仪器板卡+应用软件”构成的计算机虚拟仪器；虚拟仪器采用计算机开放体系结构来取代传统的单机测量仪器。

在现阶段，测试技术正向多功能、集成化、智能化方向发展。1．硬件功能软件化

随着微电子技术的发展，微处理器的速度越来越快，价格越来越低，使得一些实时性要求很高，原本要由硬件完成的功能，可以通过软件来实现。2．集成化、模块化大规模集成电路LSI技术发展到今天，集成电路的密度越来越高，体积越来越小，内部结构越来越复杂，功能也越来越强大，从而大大提高了每个模块进而整个仪器系统的集成度。模块化功能硬件是现代仪器仪表的一个强有力的支持，它使得仪器更加灵活，仪器的硬件组成更加简洁。

3.参数整定与修改实时化随着各种现场可编程器件和在线编程技术的发展，仪器仪表的参数甚至结构不必在设计时就确定，而是可以在仪器使用的现场实时置入和动态修改。4．硬件平台通用化

现代仪器仪表强调软件的作用，选配一个或几个带共性的基本硬件来组成一个通用硬件平台，通过调用不同的软件来扩展或组成各种功能的仪器或系统。

1.3测量信号处理的发展信号处理芯片是近年来出现的一种用于快速处理信号的器件。它的出现，对简化信卡处理系统的结构，提高运算速度，加快信号处理的实时能力等，有很大影响。目前，信号分析技术的发展目标是：进一步提高在线实时能力；提高分辨力和运算精度；扩大和发展新的专用功能；专用机结构小型化，性能标准化，价格低廉。

1.4开发平台的发展趋势在测试平台上，调用不同的测试软件就构成不同功能的仪器，因此软件在